Если ранее (в XX веке) главное внимание разработчиков новых функциональных материалов для электронной техники (полупроводников, ферромагнетиков, сегнетоэлектриков, сверхпроводников и др.) уделялось созданию объемных твердотельных (кристаллических) элементов в виде монокристаллов и керамики, то в последнее десятилетие интенсивно проводят разработки и исследования функциональных материалов в виде нанокристаллических элементов.

Среди веществ, одновременно обладающих явно выраженными сегнетоэлектрическими и ферромагнитными (антиферромагнитными) свойствами (мультиферроиков), давно и хорошо изучен BiFeO₃ . Известно, что в кристаллах BiFeO₃ ниже температуры T_N =675 реализуется антиферромагнитное состояние, а ниже T_k=1083 –сегнетоэлектрическое.

Зависимость параметров решетки от температуры отжига BiFeO₃

Для эксперимента были взяты оксиды висмута и железа в порошковом виде, сжатые в таблетку. Синтез BiFeO₃ непосредственно проводился на рентгеновском дифрактометре по методу “in situ”, то есть повышали температуру и выдерживали образец 10-15 минут, а затем снимали рентгенограмму. С помощью программы PowderCell провели уточнение параметров кристаллической решетки BiFeO₃.

До 600°С не происходит образование новой фазы. Единственно, что можно отметить, это увеличение параметров решетки. При 600°С образовался сложный оксид Bi₂₅FeO₄₀. При 700°С образовалась гексагональная фаза R₃C BiFeO₃.